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Dans les générateurs de vapeur à grande puissance utilisés dans les centrales de force à vapeur à haute pression, par exemple dans les générateurs de vapeur. fonctionnant sous pression hypercritique, on monte sou- vent, dans la partie supérieure de la chambre de combus- . tion, des faisceaux de tubes en forme de cloisons. Ces . cloisons, qui constituent pratiquement une surface de chauffe par rayonnement, augmentent non seulement la' sur-' face de chauffe logée dans la chambre de combustion mais constituent aussi en même temps une surface de chauffe chauffée relativement fort. Mais d'autre part, on peut obtenir par cette surface de chauffe une diminution souvent souhaitable de la température du courant de gaz de chauf- face à sa sortie de la chambre de combustion.
L'adjonction de cloisons de ce genre, soit dans
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la zone de vaporisation, soit dans la zone de surchauffe' à haute pression du générateur de vapeur ne comporte pas, en règle générale, de difficultés particulières. Cepen- dant si les cloisons servent à la resurchauffe de la vapeur détendue à une pression partielle, il peut très faoilement arriver que les points intensément chauffés' de ces cloisons (c'est-à-dire les tbes de la zone margi- nale qui sont atteints les premiers par le courant de gaz de chauffage) ne soient plus parcourus dans certaines circonstances par la vapeur en quantité suffisante pour une action de refroidissement, quand cette vapeur est détendue,
par conséquent refroidie et de ce fait à re- surchauffer à nouveau* Le brûlage des tubes de ces cloi- sons en est alors l'inévitable conséquence, On essaye souvent d'éviter cette imperfection en calculant relati- vement courte la longueur des tubes externes de la cloi- son par rapport à la longueur des serpentins remplissant l'espace interne de celle-ci pour obtenir une moindre résistance' à l'écoulement et par conséquent une meilleure action de refroidissement dans les tubes externes. Dans bien des cas l'amélioration de l'action de refroidissement ainsi obtenue n'esbquand même pas suffisante, En outre, une telle solution n'est pas toujours applicable au point de vue de la construction sans qu'il faille prendre son parti d'autres inconvénients.
La présente invention indique un moyen d'éviter ces difficultés, On y parvient grâce au fait que, lors d'une resurchauffe ayant lieu en partie au moins dans les cloi- sons, les zones marginales de celles-ci présentent au moins à leurs parties fortement chauffées des tubes qui servent de surfaces de chauffe pour l'agent de fonctionne- ment à haute pression. La cloison est en conséquence divi- sée en deux zones qui sont parcourues, chacune, par un agent fonctionnant sous des pressions fortement différen-.
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tes l'une de l'autre. On sait que, toutes conditions res- tant égales d'ailleurs, le coefficient de transmission de la chaleur est à peu près proportionnel à la pression de l'agent de fonctionnement.
De ce fait, le coefficient de transmission de la chaleur reste toujours relativement élevé pour¯les tubes parcourus par un agent de fonctionne- ment à haute pression, même en cas de petite vitesse de circulation de cet agent de fonctionnement. La zone mar- ginale externe,.en danger, de la cloison peut être de ce fait refroidie'avec une efficacité suffisante par l'agent de fonctionnement à haute pression. Par contre, pour re- froidir la partie interne de la cloison qui n'est plus soumise qu'à un choc thermique relativement faible, il suffit de l'agent de fonctionnement détendu à basse pres- sion avec un coefficient de transmission de la chaleur relativement faible.
On doit également voir un autre a- vantage de cette division dans le fait que, même lors de la mise en marche du généra.teur de vapeur ou lors de la marche à faible charge, il existe toujours assez d'agent de fonctionnement à haute pression pour parcourir la, zone marginale externe de la cloison, soumise au choc thermique le plus fort, tandis que la partie interne de cette clcison, soumise à un choc thermique plus faible, peut encore être suffisamment refroidie elle aussi dans ces conditions de fonctionnement par un agent de fonction- nement détendu dont on ne dispose éventuellement qu'en quantité réduite.
Dans un développement ultérieur de l'invention, il peut être préférable qu'au moins les tubes externes limi- tant los cloisons fassent partie du surchauffeur à haute pression, Cependant, il peut être également recommandé qu'au moins les tubes externes, limitant les cloisons, fassent partie de la zone de vaporisation du générateur de vapeur. Parfois, il peut aussi se révéler avantageux qu'au moins les tubes externes limitant les cloisons
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fassent partie du réchauffeur d'eau d'alimentation.
Le dessin représente schématiquement plusieurs possibilités de réalisation comme exemples d'installation suivant l'invention.
Les figures 1 à 3 sont des coupes de centrales de force à vapeur à haute pression, tandis que les figures 4 à 7 représentent des formes de cloi- sons.
D'autres caractéristiques de l'invention ressorti- ront de ces figures et de la description suivante qui s'y rapporte. Dans toutes ces figures, les mêmes dispositifs sont pourvus des mêmes références.
A la figure 1 le générateur de vapeur chauffé par des brûleurs tournants est désigné par la référence 1.
L'agent de fonctionnement arrive, comme indiqué par des flèches, de la pompe à eau d'alimentation non figurée, par la conduite 2, en passant par le réchauffeur 3 et la zone de vaporisation 4, à la première partie 6 du sur- chauffeur logée dans le courant gazeux de fumée. De cette partie 6, l'agent de fonctionnement s'écoule vers la deu- xième partie 7 du surchauffeur formant un revêtement de la paroi de la partie supérieure de la chambre de combus- tion, et de là, vers une troisième partie 8 du surchauf- feur également logée à la partie supérieure de la chambre de combustion et dont les tubes forment la zone marginale d'une cloison.
De là, l'agent de fonctionnement s'écoule ,. en passant sur une surface de chauffe 9 située à l'extré- mité du surchauffeur[et logée dans la zone de rayonnement ou dans la zone de contact, vers la turbine à haute pres- sion 10. La vapeur, détendue en ce point, parvient, en passant par la conduite 11, dans la première partie 12 d'un resurchauffeur'qui se compose de cloisons dont la
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zone marginale, comme décrit précédemment, est formée par les tubes de la troisième partie 8 du surchauffeur.
L'agent de fonctionnement arrive ensuite, après avoir parcouru la seconde partie 13 du resurchauffeur qui est logée dans la zone de contact ou même encore partielle- ment dans la zone de rayonnement du générateur de vapeur, à la turbine à basse pression 14 qui entraîne la généra- trice 15. Du dernier étage des turbines, la conduite 16 ramène l'agent dans le générateur de vapeur en passant par le condenseur, non figuré, et les autres dispositifs habituels. La référence 17 désigne les brûleurs tour- nants. La référence 18 représente un séparateur d'eau auquel on peut aussi renoncer.dans certaines conditions dans le cas où le générateur de vapeur fonctionne sous pression critique ou hypercritique.
Les diverses surfa- ces de chauffe sont, autant qu'il est nécessaire, raccor- dées à des collecteurs dont quelques-uns sont désignés à la figure 1 par la référence 5.
Tandis qu'à la figure 1, les tubes externes limi- .tant les cloisons constituent des éléments du surchauf- feur à haute pression, cette zone marginale des cloisons d'après,la figure 2, fait partie de la surface de chauffe de vaporisation du générateur de vapeur . Là, les tubes ' de la surface de chauffe 4 de vaporisation sont raccordé;, aux tubes 8' qui forment les zones marginales des cloi- sons et constituent une seconde surface de chauffe'de va- porisation. Cette seconde surface de chauffe de vaporisa-* tion est raccordée au séparateur 18.
La vapeur,. séparée de l'eau en ce point, parvient, en passant par les sur- faces de chauffe 6,7 et 9 du surchauffeur, à la turbine à haute pression 10, et de là, comme il est indiqué à la figure 1, en passant par la première partie 12 du resuron chauffeur, logée dans les cloisons à la seconde partie
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13 du resurchauffeur, et ensuite à la turbine à basse pression 14.
Suivant la figure 3, les tubes 8", formant la zone marginale des cloisons, sont raccordés à la surface de chauffe 3 du réchauffeur. Les tubes 8" constituent ainsi une partie du réchauffeur d'eau d'alimentation.
En sortant de ces tubes formant cloison, l'agent de fonc- tionnement s'écoule en passant par la surface de chauffe 4 de vaporisation, puis par le séparateur 18 et ensuite par les surfaces de chauffe 6,7 et 9 du resurchauffeur, vers la turbine à haute pression 10, et de là, continue comme il est décrit aux figures 1 et 2. Il va de soi qu' au lieu du tube unique représenté par les figures, il peut être employé un certain nombre de files de tubes , suivant ce qui est nécessaire dans chaque cas, sans ou avec communication entre elles par collecteurs, De même les diverses surfaces de chauffe peuvent contenir dans chaque cas un nombre u fférent de files de tubes.
Comme il ressort de la coupe représentée à la figure 4, les cloisons sont disposées à distance l'une de l'autre, de sorte que les gaz de chauffage peuvent s'écouler librement entre elles. La disposition des tubes dans les cloisons est arrêtée de telle manière que le courant de gaz de chauffage rencontre d'abord les tubes externes 8, 8' ou 8" de chacune des cloisons et seule- ment ensuite les tubes de la surface de chauffe 12 du resurchauffeur, tubes qui sont de préférence plusieurs fois recourbés sur eux-mêmes en serpentin et qui rem- plissent la partie interne de ces cloisons.
Suivant les possibilités de réalisation de cloi- sons représentées aux figures 5,6 et 7, la zone margina- le -de ces cloisons se composed'un certain nombre de tu- bes parallèles, disposés dans un plan, ou le cas échéant également recourbés sur eux-mêmes en serpentin, qui ap-
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partiennent à la surface de chaùffe 8,8' ou 8". La par-. tie interne de la cloison est remplie entièrement par un certain nombre de tub-s de la surface de chauffe 12, tu- bes qui sont également disposés parallèlement et dans un plan ou si nécessaire recourbés aussi sur eux-mêmes en serpentin, D'après la figure 5, les tubes formant la zone marginale sont recourbés plusieurs fois sur eux-mêmes en serpentin dans un 'plan, à la partie inférieure de la cloi- son.
Cette configuration permet d'adapter la grandeur de la surface de chauffe du resurchauffeur à l'absorption de la chaleur désirée dans chaque cas, même avec une place disponible donnée pour la cloison, et ce, par exemple, en augmentant ou en diminuant les replis inférieurs.en forme de serpentin des tubes de la zone marginale.
D'après la figure 6, la cloison n'est limitée que de deux côtés par une surface tubulaire de zone marginale 8 repliés en épingle à cheveux, et à angle droit à sa partie inférieure. Une telle configuration de la cloison peut être appropriée quand cette cloison est disposée immédiatement contre une paroi latérale de la chambre de combustion et qu'elle est léchée par les gaz de chauffage de préférence seulement à sa partie inférieure et sur un Côté.
La figure 7 représente une répartition symétrique des files de tubes formant la surface de chauffe 12 du resurchauffeur. Ici, la vapeur à resurchauffer venant du collecteur 21, entre au milieu de la cloison, par deux collecteurs partiels, en deux courants partiels qui, de là, sont déviés vers les parties marginales, externes, plus chaudes de la cloison et se réunissent ensuite de nouveau .dans..le collecteur 22 après rassemblement dans deux autres collecteurs pa.rtiels.